I ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia di Genova in Italia hanno utilizzato la stampa 3D su scala nanometrica per sviluppare un dispositivo ibrido che potrebbe aiutare a sviluppare trattamenti per le malattie del cervello e i tumori. Il dispositivo stampato in 3D imita la barriera emato-encefalica.
La barriera emato-encefalica, comunemente abbreviata in “BBB”,è una membrana formata da cellule endoteliali del cervello, la barriera semipermeabileche consente il passaggio di cose come l’acqua e alcuni gas, ma blocca alcune neurotossine e altre sostanze.
I BBB sono presenti in natura e il nostro sistema nervoso centrale non funzionerebbe correttamente senza di loro, ma i ricercatori dell’Istituto Italiano di Tecnologia in Italia hanno recentemente stampato uno speciale BBB artificiale che potrebbe essere utilizzata per sviluppare terapie per la malattia del cervello. Il loro dispositivo ibrido nanotech, fabbricato utilizzando una stampante 3D nanoscala Nanoscribe, contiene una combinazione di componenti artificiali e biologici e funziona come un dispositivo microfluidico. È stato realizzato utilizzando una combinazione di tecniche meccaniche e naturali.
E’ stato utilizzato un processo di microfabbricazione litografico a due fotoni disponibile sulla stampante 3D Nanoscribe, per creare le diverse parti del modello BBB. Durante questo processo di litografia a due fotoni, un laser scansiona attraverso un fotopolimero liquido e solidifica il materiale strato dopo strato, producendo una sorta di stampa 3D di tipo SLA o DLP ma su scala submicronica.
Questo processo di stampa 3D ha permesso ai ricercatori di costruire un accurato modello in scala 1: 1 del BBB dalla resina fotopolimerica. Il suo sistema microfluidico, costituito da 50 canali cilindrici paralleli, imita i microcapillari cerebrali, con ogni struttura tubolare con un diametro di soli 10 μm(micron) e pori di un diametro minuscolo di 1 μm.
Quando il fotopolimero è stato stampato in 3D, le cellule endoteliali sono state coltivate attorno al sistema dei microcapillari porosi, ed ha poi costruito autonomamente una barriera biologica. Il dispositivo risultante è una sorta di sistema bioibrido che ricorda da vicino un BBB naturale. Lo straordinario dispositivo potrebbe essere utilizzato per capire meglio come le droghe possano penetrare la barriera emato-encefalica e colpire il sistema nervoso centrale, e sara utilizzato per sviluppare nuove strategie terapeutiche per il cancro al cervello, l’Alzheimer, la sclerosi multipla e altre condizioni.
La ricerca è stata documentata in un documento, “Un modello 3D in scala reale, biomimetico e bioibrido della barriera emato-encefalica fabbricata attraverso la litografia a due fotoni”, che è stato pubblicato su Small. È stato coordinato da Gianni Ciofani, ricercatore presso l’IIT di Pontedera (Pisa) e professore al Politecnico di Torino, nell’ambito del progetto di ricerca SLaMM.
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